Röntgenmetingen aan quasars zetten vraagtekens bij kosmologisch standaardmodel

[univers]

Metingen aan verre quasars hebben mogelijk een probleem aan het licht gebracht met het kosmologische standaardmodel. Volgens dit model bestaat het heelal voor een paar procent uit 'gewone materie', voor ruim een kwart uit mysterieuze donkere materie, en voor het overgrote deel uit een al even raadselachtige donkere energie. Het model wordt door veel waarnemingen ondersteund, en het doet voorspellingen over de uitdijingsgeschiedenis van het heelal. Met de Europese röntgenruimtetelescoop XMM-Newton zijn nu waarnemingen aan duizenden verre quasars verricht die vraagtekens lijken te zetten bij de geldigheid van die voorspellingen. Quasars zijn de extreem heldere kernen van ver verwijderde sterrenstelsels; de energie is afkomstig uit de directe omgeving van superzware zwarte gaten in de kernen van die stelsels. Vanwege hun enorme lichtkracht kunnen ze met gemak worden waargenomen op afstanden van vele miljarden lichtjaren. Door de ultraviolet- en röntgeneigenschappen van quasars te bestuderen, is het mogelijk een onafhankelijke afstandsbepaling te verrichten. Op basis van de XMM-metingen is dat uiteindelijk voor zo'n 1600 verre quasars gelukt. Door die afstanden te vergelijken met de roodverschuiving van de quasars (de golflengteverschuiving van de waargenomen straling als gevolg van de uitdijing van het heelal) kunnen de allervroegste fasen van de uitdijingsgeschiedenis van de kosmos worden achterhaald. De resultaten, gepubliceerd in Nature Astronomy, zijn niet goed in overeenstemming met de voorspellingen van het standaardmodel van de kosmologie. Het is alsof de donkere energie in het heelal, die van grote invloed is op de uitdijingssnelheid, in de loop van de tijd evolueert. Dat zou wellicht ook een verklaring kunnen opleveren voor de recente controverse rond de Hubbleconstante (een maat voor de uitdijingssnelheid): 'lokale' metingen aan de Hubbleconstante komen uit op een significant hogere waarde dan 'kosmologische' bepalingen op basis van de eigenschappen van de kosmische achtergrondstraling. (GS)


Artist's impression of quasars, de kernen van sterrenstelsels waar een actief superzwaar zwart gat de materie uit de omgeving haalt met zeer intense snelheden, op steeds grotere afstanden van ons.
Als materiaal op het zwarte gat valt, vormt het een wervelende schijf die straalt in zichtbaar en ultraviolet licht; dit licht verwarmt op zijn beurt nabijgelegen elektronen en genereert röntgenstralen. De relatie tussen de ultraviolet- en röntgenhelderheid van quasars kan worden gebruikt om de afstand tot deze bronnen te schatten - iets dat in de astronomie notoir lastig is - en uiteindelijk de uitbreidingsgeschiedenis van het universum te onderzoeken.
Een team van astronomen heeft deze methode toegepast op een groot aantal quasars, waargenomen door ESA's XMM-Newton, om de geschiedenis van onze kosmos tot 12 miljard jaar geleden te onderzoeken, en erachter te komen dat er misschien meer is aan de vroege expansie van het universum dan voorspeld door de standaardmodel van kosmologie.
Copyright ESA (artist's impression and composition); NASA / ESA / Hubble (achtergrondstelsels); CC BY-SA 3.0 IGO

http://www.esa.int/Our_Activities/Space ... _expansion